本發(fā)明涉及薄膜太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著世界經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展，人類對(duì)于能源的需求量也在逐年上升。然而作為主要能源來源的不可再生化石能源儲(chǔ)量不斷地消耗減少，并且?guī)砹藝?yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。在這樣的背景下，作為新能源重要組成部分的太陽能以其可再生、無污染、應(yīng)用范圍廣泛的優(yōu)勢(shì)受到了人們的廣泛關(guān)注，而太陽能電的研究和利用是其中最受重視的領(lǐng)域。

銅鋅錫硒材料(CZTS)屬于I-III-VI族四元化合物半導(dǎo)體，具有黃銅礦的晶體結(jié)構(gòu)。銅鋅錫硒薄膜太能電池自20世紀(jì)90年代出現(xiàn)以來，首先被制得，此后，得到非常迅速的發(fā)展，并將逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此電池有以下特點(diǎn)：1)銅鋅錫硒的禁帶寬度約1.5eV；2)銅鋅錫硒是一種直接帶隙半導(dǎo)體，對(duì)可見光的吸收系數(shù)高達(dá)10⁵cm^-1，銅鋅錫硒吸收層厚度只需1.5-2.5μm，整個(gè)電池的厚度為3-4μm；3)抗輻照能力強(qiáng)，比較適合作為空間電源；4)轉(zhuǎn)換效率高，2014年美國IBM公司與Solar Frontier、東京應(yīng)化工業(yè)及旺能光電(DelSolar)共同開發(fā)研制的小面積銅鋅錫硒太陽電池轉(zhuǎn)換效率已高達(dá)12.6％；5)弱光特性好；6)礦藏豐富，無毒性。因此銅鋅錫硒多晶薄膜太陽電池有望成為下一代太陽電池的主流產(chǎn)品之一。

航空航天領(lǐng)域需要太陽電池有較高的質(zhì)量比功率，即希望單位質(zhì)量的太陽電池能發(fā)出更多的電量。對(duì)于地面光伏建筑物的曲面造型和移動(dòng)式的光伏電站等要求太陽電池具有柔性、可折疊性和不怕摔碰，這就促進(jìn)了柔性太陽電池的發(fā)展。由于相對(duì)較強(qiáng)的耐高溫能力和較為適合的膨脹系數(shù)，聚酰亞胺(PI)在其中脫穎而出。

然而聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)還是無法與銅鋅錫硒材料本身很好的匹配。在溫度較高時(shí)，聚酰亞胺會(huì)產(chǎn)生較大的形變，導(dǎo)致銅鋅錫硒薄膜較為疏松，容易脫落。所以，目前基于聚酰亞胺襯底的銅鋅錫硒制備時(shí)襯底溫度較低。從而導(dǎo)致生長出的薄膜結(jié)晶質(zhì)量較差、晶粒細(xì)小、缺陷較多，增加了載流子的復(fù)合，縮短了少子的壽命，進(jìn)而影響了電池性能。

銅鋅錫硒薄膜吸收層材料的有多種制備方法，可以分為真空沉積和非真空沉積兩種。在非真空方法中，目前能夠?qū)崿F(xiàn)較高效率的旋涂共還原法，以水合聯(lián)氨作為還原劑，但是由于聯(lián)氨具有強(qiáng)毒性和強(qiáng)腐蝕性，從安全環(huán)保的角度難于處理。另一種常用的方法是電化學(xué)沉積金屬前驅(qū)物后硒化法。而在真空方法中，比較普遍采用的是濺射金屬預(yù)置層后硒化處理，電化學(xué)沉積和濺射后硒化都要經(jīng)過硒化過程，需要兩步才能完成，工藝比較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供了一種銅鋅錫硒太陽電池器件及其制備方法，該太陽電池器件為基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，其以鋼性襯底制備柔性電池，基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒薄膜結(jié)晶質(zhì)量好，晶粒大，缺陷少。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種銅鋅錫硒太陽電池器件，為基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，由玻璃、聚酰亞胺、鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩沖層、透明窗口層高阻本征氧化鋅薄膜、透明窗口層低阻氧化鋅鋁薄膜和銀上電極組成并形成疊層結(jié)構(gòu)，其中襯底由蘇打玻璃及生長于其表面的聚酰亞胺膜構(gòu)成，蘇打玻璃的厚度為1.5-2mm，聚酰亞胺膜厚度為25-30μm；鉬背接觸層包括高阻層薄膜和低阻層薄膜，其中高阻層薄膜的厚度為80-120nm，低阻層薄膜的厚度為600-700nm；銅鋅錫硒吸收層的化學(xué)分子式為Cu₂ZnSnSe₄，導(dǎo)電類型為p型，薄膜厚度為1.5-2μm；硫化鎘緩沖層的的導(dǎo)電類型為n型，厚度為45-50nm；透明窗口層包括高阻本征氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜，導(dǎo)電類型為n型，本征氧化鋅薄膜的厚度為50-100nm，氧化鋅鋁薄膜的厚度為0.4-0.6μm；銀上電極薄膜的厚度為0.8-1.5μm。

一種所述銅鋅錫硒太陽電池器件的制備方法，首先將聚酰亞胺膠涂于蘇打玻璃表面，固化成聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底，其次在其表面依次制備鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩沖層、透明窗口層和上電極，在完整的銅鋅錫硒太陽電池制備完成后，將其與蘇打玻璃襯底分離，得到以聚酰亞胺膜為襯底的柔性銅鋅錫硒太陽電池。

所述聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的制備方法，步驟如下：

1)對(duì)蘇打玻璃進(jìn)行表面清洗，清洗方法是：

首先將10cm×10cm的蘇打玻璃放入重鉻酸鉀溶液中浸泡2h，重鉻酸鉀溶液由300克重鉻酸鉀、3升濃硫酸和300毫升去離子水配置而成，將蘇打玻璃取出用去離子水沖洗后置于濃度為99.5w％的丙酮溶液中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗，超聲波頻率為20-30kHz，時(shí)間為20-25min，然后將蘇打玻璃從丙酮溶液中取出，用去離子水沖洗后置于濃度為99.7w％的酒精中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗超聲波頻率為20-30kHz，時(shí)間為20-25min，最后將蘇打玻璃從酒精中取出，放入盛有去離子水的燒杯中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗3遍，超聲波頻率為20-30kHz，時(shí)間為20-25min；

2)將聚酰亞胺膠涂覆于蘇打玻璃表面，采用勻膠工藝進(jìn)行勻膠，工藝參數(shù)為：轉(zhuǎn)速為1300-1500r/min，時(shí)間為35-45s；

3)將勻膠后的樣品放入烘箱內(nèi)進(jìn)行固化，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底，所述固化工藝的升溫保溫程序?yàn)椋汉嫦錅囟壬郎刂?25-135℃，升溫時(shí)間為10-15min，并在125-135℃下維持25-30min；將烘箱溫度升溫至150-160℃，升溫時(shí)間為5-10min，并在150-160℃下維持10-15min；將烘箱溫度升溫至200-210℃，升溫時(shí)間為5-10min，并在200-210℃下維持15-20min；將烘箱溫度升溫至250-260℃，升溫時(shí)間為5-10min，并在250-260℃下維持15-20min；將烘箱溫度升溫至340-350℃，升溫時(shí)間為5-10min，并在340-350℃下維持10-15min，然后緩慢降溫至18-25℃，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底。。

所述鉬背接觸層薄膜的制備方法，采用直流磁控濺射系統(tǒng)制備.將待制備樣品置于直流磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的鉬為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面依次分別沉積高阻鉬薄膜和低阻鉬薄膜，其中：

1)沉積高阻鉬薄膜工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，工作氣壓1-2Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率500-700W，Ar氣流量30-50sccm，基靶行走速度4-6mm/s，沉積時(shí)間以基靶的往復(fù)次數(shù)計(jì)為2-4次；

2)沉積低阻薄膜的工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，工作氣壓為0-0.5Pa，襯底溫度為室溫25-50℃，射頻功率為1500-2000W，Ar氣流量為15-20sccm，基靶行走速度為4-6mm/s，沉積時(shí)間以基靶的往復(fù)次數(shù)計(jì)為4-6次。

所述銅鋅錫硒吸收層薄膜的制備方法，采用硒化爐薄膜制備系統(tǒng)和電沉積分步法制備工藝，步驟如下：

1)分別制備硫酸銅，硫酸鋅，氯化亞錫，檸檬酸，酒石酸的水溶液。

2)分別制備Cu、Zn、Sn單元溶液，錫以檸檬酸為配位體，銅、鋅以檸檬酸和酒石酸混合配位體，制備出穩(wěn)定的單元可沉積的溶液。各溶液中組分的濃度及PH分別為：0.2M硫酸銅，1.2M檸檬酸，0.1M酒石酸，PH＝10.7；0.2M氯化亞錫，0.6檸檬酸，PH＝5；0.2M硫酸鋅，0.6M檸檬酸，0.1M酒石酸。放置一小時(shí)后，待溶液配位完全，開始進(jìn)行電沉積。

3)采用普林斯頓電化學(xué)站，電沉積Cu/Sn/Zn三層單金屬前驅(qū)層，為制備銅鋅錫硒做準(zhǔn)備。在室溫20℃下，采用三電極體系，分別是工作電極，參比電極和輔助電極。恒電流方法可以準(zhǔn)確確定出沉積的各金屬含量。因此，采取恒電流沉積，沉積電流，確定沉積的時(shí)間。沉積的銅薄膜的質(zhì)量直接決定了后續(xù)金屬層的質(zhì)量，所以銅的沉積電流偏小。最終沉積出Cu/(Zn+Sn)＝0.8，Zn/Sn1.15，成分合適的Cu-Zn-Sn的三元合金前驅(qū)層。

4)對(duì)前驅(qū)層進(jìn)行后硒化。逐步對(duì)襯底和硒源升溫，襯底溫度升至500℃，對(duì)襯底進(jìn)行烘烤，烘烤前將硒源升至270℃，擋板關(guān)閉，襯底烘烤45min后，打開擋板硒化30min。通過Se與Cu/Zn/Sn充分反應(yīng)，生成四元化合物銅鋅錫硒。

5)將襯底降溫，冷卻，同時(shí)將硒源降到25℃，10min后，關(guān)閉硒源。

所述硫化鎘緩沖層的制備方法，采用化學(xué)水浴法制備工藝，步驟如下：

1)制備反應(yīng)液：首先配置濃度為0.01mol/L硫脲溶液1L，配置醋酸鎘和醋酸氨混合溶液1L，其中醋酸鎘溶液濃度為0.001mol/L，醋酸氨溶液濃度為0.003mol/L，氨水溶液濃度為1.3×10^-3mol/L，然后將硫脲溶液25mL、醋酸鎘和醋酸氨混合溶液25mL和氨水溶液4滴混合并攪拌均勻，制得反應(yīng)液；

2)將反應(yīng)液加入放有樣品的燒杯中并將燒杯放入水浴鍋內(nèi)，水浴溫度設(shè)置為75-80℃，反應(yīng)時(shí)間為15-20min；

3)反應(yīng)完成后，用去離子水沖洗干凈殘留于樣品硫化鎘緩沖層表面的未反應(yīng)成膜的硫化鎘顆粒即可。

所述透明窗口層的高阻本征氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜的制備方法，采用射頻磁控濺射系統(tǒng)制備，步驟如下：

1)高阻本征氧化鋅薄膜的制備

將待制備樣品置于射頻磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的i-ZnO為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積本征氧化鋅薄膜，工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率400W，Ar氣流量80sccm，O₂氣流量1sccm，濺射時(shí)間為13min；

2)低阻氧化鋅鋁薄膜的制備

將待制備樣品置于在射頻磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的ZnO∶Al為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積ZnO∶A1薄膜，工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，襯底溫度100-120℃，射頻功率500W，Ar氣流量70sccm，濺射時(shí)間為100min。

所述銀上電極的制備方法，采用絲網(wǎng)印刷的方法制備，步驟如下：

1)將待制備樣品置于真空吸附平臺(tái)上，使待制樣品保持平整狀態(tài)，選擇相應(yīng)掩膜板懸架于待制樣品上方，調(diào)整掩膜板位置，鋪平銀漿，開始印刷。

2)印刷完成后取下掩膜板，將制備好的樣品置于固化裝置當(dāng)中，使其在相應(yīng)工藝溫度下完全固化，取出即可。

本發(fā)明的技術(shù)原理分析：

為了滿足制備結(jié)晶質(zhì)量較好、晶粒較大、缺陷較少的銅鋅錫硒柔性薄膜太陽電池的要求，必須選用襯底柔軟、輕便、熱膨脹系數(shù)與銅鋅錫硒薄膜較為匹配的襯底。聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底可以依托蘇打玻璃與銅鋅錫硒吸收層薄膜熱膨脹系數(shù)較為接近的特點(diǎn)，在復(fù)合襯底上制備銅鋅錫硒薄膜太陽電池。之后再將薄膜太陽電池以聚酰亞胺為襯底從蘇打玻璃表面分離，得到柔性銅鋅錫硒薄膜太陽電池，實(shí)現(xiàn)以鋼性襯底制備柔性太陽電池的設(shè)計(jì)。

所述基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1)將聚酰亞胺膠涂于玻璃表面，可以較好改善襯底的粗糙度；

2)聚酰亞胺本身的熱膨脹系數(shù)較大，不能很好地與銅鋅錫硒材料本身進(jìn)行匹配，在較高溫度下容易變形，導(dǎo)致薄膜疏松，極易脫落，而生長于玻璃表面的聚酰亞胺，依靠與玻璃之間的附著力，使其不易發(fā)生較大形變，與銅鋅錫硒材料更加匹配；

3)由于與玻璃接觸，不易發(fā)生形變，可以給予聚酰亞胺較為接近其耐溫上限的溫度，有助于銅鋅錫硒薄膜更好的生長；

4)其表面生長的銅鋅錫硒薄膜結(jié)晶質(zhì)量好、晶粒大、缺陷少；。

5)在完整的銅鋅錫硒太陽電池制備完成后，將其從玻璃上分離，就可以制備出具有較大柱狀晶粒的柔性銅鋅錫硒太陽電池。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該種基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池吸收層薄膜結(jié)晶質(zhì)量好、晶粒大、缺陷少，利用鋼性襯底制備柔性太陽電池；其制備方法簡單、易于實(shí)施，有利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用，尤其在太空及特殊場(chǎng)合中具有極其重要的應(yīng)用前景。

附圖說明

附圖為該銅鋅錫硒太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

一種銅鋅錫硒太陽電池器件，為基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，如圖1所示，由玻璃、聚酰亞胺、鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩沖層、透明窗口層高阻本征氧化鋅薄膜、透明窗口層低阻氧化鋅鋁薄膜和銀上電極組成并形成疊層結(jié)構(gòu)，其中襯底由蘇打玻璃及生長于其表面的聚酰亞胺膜構(gòu)成，蘇打玻璃的厚度為2mm，聚酰亞胺膜厚度為25μm；鉬背接觸層包括高阻層薄膜和低阻層薄膜，其中高阻層薄膜的厚度為100nm，低阻層薄膜的厚度為600nm；銅鋅錫硒吸收層的化學(xué)分子式為Cu₂ZnSnSe₄，型為p型，薄膜厚度為1.5μm；硫化鎘緩沖層的的導(dǎo)電類型為n型，厚度為45nm；透明窗口層包括高阻本征氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜，導(dǎo)電類型為n型，本征氧化鋅薄膜的厚度為70nm，氧化鋅鋁薄膜的厚度為0.6μm；銀上電極薄膜的厚度為1μm。

所述銅鋅錫硒太陽電池器件的制備方法，首先將聚酰亞胺膠涂于蘇打玻璃表面，固化成聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底，其次在其表面依次制備鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩沖層、透明窗口層和上電極，在完整的銅鋅錫硒太陽電池制備完成后，將其與蘇打玻璃襯底分離，得到以聚酰亞胺膜為襯底的柔性銅鋅錫硒太陽電池。

所述聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的制備方法，步驟如下：

1)對(duì)蘇打玻璃進(jìn)行表面清洗，清洗方法是：

首先將10cm×10cm的蘇打玻璃放入重鉻酸鉀溶液中浸泡2h，重鉻酸鉀溶液由300克重鉻酸鉀、3升濃硫酸和300毫升去離子水配置而成，將蘇打玻璃取出用去離子水沖洗后置于濃度為99.5w％的丙酮溶液中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗，超聲波頻率為20kHz，時(shí)間為25min，然后將蘇打玻璃從丙酮溶液中取出，用去離子水沖洗后置于濃度為99.7w％的酒精中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗超聲波頻率為20kHz，時(shí)間為25min，最后將蘇打玻璃從酒精中取出，放入盛有去離子水的燒杯中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗3遍，超聲波頻率為20kHz，時(shí)間為25min；

2)將聚酰亞胺膠涂覆于蘇打玻璃表面，采用勻膠工藝進(jìn)行勻膠，工藝參數(shù)為：轉(zhuǎn)速為1300r/min，時(shí)間為45s；

3)將勻膠后的樣品放入烘箱內(nèi)進(jìn)行固化，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底，所述固化工藝的升溫保溫程序?yàn)椋汉嫦錅囟壬郎刂?25℃，升溫時(shí)間為15min，并在125℃下維持30min；將烘箱溫度升溫至150℃，升溫時(shí)間為5min，并在150℃下維持15min；將烘箱溫度升溫至200℃，升溫時(shí)間為5min，并在200℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至250℃，升溫時(shí)間為5min，并在250℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至350℃，升溫時(shí)間為10min，并在350℃下維持10min，然后緩慢降溫至22℃，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底。

所述鉬背接觸層薄膜的制備方法，采用直流磁控濺射系統(tǒng)制備，將待制備樣品置于直流磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的鉬為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面依次分別沉積高阻鉬薄膜和低阻鉬薄膜，其中：

1)沉積高阻鉬薄膜工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，工作氣壓1Pa，襯底溫度25℃，射頻功率600W，Ar氣流量40sccm，基靶行走速度4mm/s，沉積時(shí)間以基靶的往復(fù)次數(shù)計(jì)為2次；

2)沉積低阻薄膜的工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，工作氣壓為0.1Pa，襯底溫度為25℃，射頻功率為1500W，Ar氣流量為15sccm，基靶行走速度為4mm/s，沉積時(shí)間以基靶的往復(fù)次數(shù)計(jì)為6次。

所述銅鋅錫硒吸收層薄膜的制備方法，采用硒化爐薄膜制備系統(tǒng)和電沉積

步法制備工藝，步驟如下：

1)分別制備Cu、Zn、Sn單元溶液，錫以檸檬酸為配位體，銅、鋅以檸檬酸和酒石酸混合配位體，制備出穩(wěn)定的單元可沉積的溶液。各溶液中組分的濃度及PH分別為：0.2M硫酸銅，1.2M檸檬酸，0.1M酒石酸，PH＝10.7；0.2M氯化亞錫，0.6檸檬酸，PH＝5；0.2M硫酸鋅，0.6M檸檬酸，0.1M酒石酸。

2)采用普林斯頓電化學(xué)站，在室溫20℃下，沉積電流和沉積時(shí)間分別為，Cu，40mA，125s；Sn，100mA，31.15s；Zn，100mA，52.45s。得到Cu/(Zn+Sn)＝0.8，Zn/Sn＝1.15，成分合適的Cu/Zn/Sn的三層單金屬前驅(qū)層。

3)采用硒化爐薄膜制備系統(tǒng)，對(duì)前驅(qū)層進(jìn)行后硒化。將樣品置于硒化爐薄膜制備系統(tǒng)中，真空為3.0×10^-4Pa，襯底擋板關(guān)閉，襯底溫度升高至500℃，進(jìn)行烘烤45min，同時(shí)將硒源溫度升高至270℃，打開擋板進(jìn)行硒化，30nin后?？刂芐e的成分，達(dá)到合適的化學(xué)計(jì)量比。

4)將襯底降溫，冷卻，同時(shí)將硒源降到25℃，10min后，關(guān)閉硒源。

所述硫化鎘緩沖層的制備方法，采用化學(xué)水浴法制備工藝，步驟如下：

1)制備反應(yīng)液：首先配置濃度為0.01mol/L硫脲溶液1L，配置醋酸鎘和醋酸氨混合溶液1L，其中醋酸鎘溶液濃度為0.001mol/L，醋酸氨溶液濃度為0.003mol/L，氨水溶液濃度為1.3×10^-3mol/L，然后將硫脲溶液25mL、醋酸鎘和醋酸氨混合溶液25mL和氨水溶液4滴混合并攪拌均勻，制得反應(yīng)液；

2)將反應(yīng)液放入燒杯中并將燒杯放入水浴鍋內(nèi)，水浴溫度設(shè)置為78℃，反應(yīng)時(shí)間為60min；

3)反應(yīng)完成后，用去離子水沖洗干凈殘留于樣晶流化鎘緩沖層表面的未反應(yīng)成膜的硫化鎘顆粒即可。

所述透明窗口層的高阻本征氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜的制備方法，采用射頻磁控濺射系統(tǒng)制備，步驟如下：

1)高阻本征氧化鋅薄膜的制備

將待制備樣品置于射頻磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的i-ZnO為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積本征氧化鋅薄膜，工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率400W，Ar氣流量80sccm，O₂氣流量1sccm，濺射時(shí)間為13min；

2)低阻氧化鋅鋁薄膜的制備

將待制備樣品置于在射頻磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的ZnO∶Al為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積ZnO∶Al薄膜，工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，襯底溫度100-120℃，射頻功率500W，Ar氣流量70sccm，濺射時(shí)間為100min。

所述銀上電極的制備方法，采用絲網(wǎng)印刷的方法制備，步驟如下：

1)將待制備樣品置于真空吸附平臺(tái)上，使待制樣品保持平整狀態(tài)，選擇相應(yīng)掩膜板懸架于待制樣品上方，調(diào)整掩膜板位置，鋪平銀漿，開始印刷。

2)印刷完成后取下掩膜板，將制備好的樣品置于固化裝置當(dāng)中，使其在相應(yīng)工藝溫度下完全固化，取出即可。

通過測(cè)試表明，所制備的銅鋅錫硒太陽電池器件可以形成良好的PN結(jié)，產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)，在太陽光照射下可以產(chǎn)生電能。

實(shí)施例2：

一種銅鋅錫硒太陽電池器件，為基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，如圖1所示，由玻璃、聚酰亞胺、鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩沖層、透明窗口層高阻本征氧化鋅薄膜、透明窗口層低阻氧化鋅鋁薄膜和銀上電極組成并形成疊層結(jié)構(gòu)，其中襯底由蘇打玻璃及生長于其表面的聚酰亞胺膜構(gòu)成，蘇打玻璃的厚度為2mm，聚酰亞胺膜厚度為30μm；鉬背接觸層包括高阻層薄膜和低阻層薄膜，其中高阻層薄膜的厚度為100nm，低阻層薄膜的厚度為700nm；銅鋅錫硒吸收層的化學(xué)分子℃為Culn_1-xGa_\Se₂，式中x為0.28，導(dǎo)電類型為p型，薄膜厚度為1.8μm；硫化鎘緩沖層的的導(dǎo)電類型為n型，厚度為50nm；透明窗口層包括高阻本征氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜，導(dǎo)電類型為n型，本征氧化鋅薄膜的厚度為80nm，氧化鋅鋁薄膜的厚度為0.5μm；銀上電極薄膜的厚度為1.2μm。

所述銅鋅錫硒太陽電池器件的制備方法，與實(shí)施例1相同。

所述聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的制備方法，步驟如下：

1)對(duì)蘇打玻璃進(jìn)行表面清洗，清洗方法是：

首先將10cm×10cm的蘇打玻璃放入重鉻酸鉀溶液中浸泡2h，重鉻酸鉀溶液由300克重鉻酸鉀、3升濃硫酸和300毫升去離子水配置而成，將蘇打玻璃取出用去離子水沖洗后置于濃度為99.5w％的丙酮溶液中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗，超聲波頻率為30kHz，時(shí)間為20min，然后將蘇打玻璃從丙酮溶液中取出，用去離子水沖洗后置于濃度為99.7w％的酒精中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗超聲波頻率為30kHz，時(shí)間為20min，最后將蘇打玻璃從酒精中取出，放入盛有去離子水的燒杯中，放入超聲波清洗機(jī)中清洗3遍，超聲波頻率為30kHz，時(shí)間為20min；

2)將聚酰亞胺膠涂覆于蘇打玻璃表面，采用勻膠工藝進(jìn)行勻膠，工藝參數(shù)為：轉(zhuǎn)速為1400r/min，時(shí)間為40s；

3)將勻膠后的樣品放入烘箱內(nèi)進(jìn)行固化，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底，所述固化工藝的升溫保溫程序?yàn)椋汉嫦錅囟壬郎刂?30℃，升溫時(shí)間為20min，并在130℃下維持25min；將烘箱溫度升溫至160℃，升溫時(shí)間為10min，并在160℃下維持10min；將烘箱溫度升溫至210℃，升溫時(shí)間為10min，并在210℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至260℃，升溫時(shí)間為10min，并在260℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至345℃，升溫時(shí)間為10min，并在345℃下維持15min，然后緩慢降溫至22℃，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底。

所述鉬背接觸層薄膜的制備方法，采用直流磁控濺射系統(tǒng)制備，將待制備樣品置于直流磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的鉬為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面依次分別沉積高阻鉬薄膜和低阻鉬薄膜，其中：

1)沉積高阻鉬薄膜工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，工作氣壓1.5Pa，襯底溫度25℃，射頻功率700W，Ar氣流量50sccm，基靶行走速度5mm/s，沉積時(shí)間以基靶的往復(fù)次數(shù)計(jì)為4次；

2)沉積低阻薄膜的工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，工作氣壓為0.5Pa，襯底溫度為25℃，射頻功率為1800W，Ar氣流量為20sccm，基靶行走速度為6mm/s，沉積時(shí)間以基靶的往復(fù)次數(shù)計(jì)為6次。

所述銅鋅錫硒吸收層薄膜的制備方法，采用硒化爐薄膜制備系統(tǒng)和電沉積三步法制備工藝，步驟如下：

1)分別制備Cu、Zn、Sn單元容液，錫以檸檬酸為配位體，銅、鋅以檸檬酸和酒石酸混合配位體，制備出穩(wěn)定的單元可沉積的容液。各溶液中組分的濃度及PH分別為：0.2M硫酸銅，1.2M檸檬酸，0.1M酒石酸，PH＝10.7；0.2M氯化亞錫，0.6檸檬酸，PH＝5；0.2M硫酸鋅，0.6M檸檬酸，0.1M酒石酸。

2)采用普林斯頓電化學(xué)站，在室溫20℃下，沉積電流和沉積時(shí)間分別為，Cu，45mA，111s；Sn，80mA，38.94s；Zn，100mA，52.45s。得到Cu/(ZnSn)＝0.8，Zn/Sn＝1.15，成分合適的(u/Zn/Sn的三層單金屬前驅(qū)層。

3)采用硒化爐薄膜制備系統(tǒng)，對(duì)前驅(qū)層進(jìn)行后硒化。將樣品置于硒化爐薄膜制備系統(tǒng)中，真空為3.0×10^-4Pa，襯底擋板關(guān)閉，襯底溫度升高至500℃，進(jìn)行烘烤45min，同時(shí)將硒源溫度升高至270℃，打開擋板進(jìn)行硒化，30min后?？刂芐e的成分，達(dá)到合適的化學(xué)計(jì)量比。

4)將襯底降溫，冷卻，同時(shí)將硒源降到25℃，10min后，關(guān)閉硒源。

所述硫化鎘緩沖層的制備方法，采用化學(xué)水浴法制備工藝，步驟如下：

1)制備反應(yīng)液：首先配置濃度為0.01mol/L硫脲溶液1L，配置醋酸鎘和醋酸氨混合溶液1L，其中醋酸鎘溶液濃度為0.001mol/L，醋酸氨溶液濃度為0.003mol/L，氨水溶液濃度為1.3×10^-3mol/L，然后將硫脲溶液25mL、醋酸鎘和醋酸氨混合溶液25mL和氨水溶液4滴混合并攪拌均勻，制得反應(yīng)液；

2)將反應(yīng)液放入燒杯中并將燒杯放入水浴鍋內(nèi)，水浴溫度設(shè)置為80℃，反應(yīng)時(shí)間為50min；

3)反應(yīng)完成后，用去離子水沖洗干凈樣品殘留于硫化鎘緩沖層表面的未反應(yīng)成膜的硫化鎘顆粒即可。

所述透明窗口層的高阻本征氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜的制備方法，采用射頻磁控濺射系統(tǒng)制備，步驟如下：

1)高阻本征氧化鋅薄膜的制備

將待制備樣品置于射頻磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的i-ZnO為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積本征氧化鋅薄膜，工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率400W，Ar氣流量80sccm，O₂氣流量1sccm，濺射時(shí)間為13min；

2)低阻氧化鋅鋁薄膜的制備

將待制備樣品置于在射頻磁控濺射沉積系統(tǒng)的沉積室中，以純度為99.99％的ZnO∶Al為靶材，采用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積ZnO∶Al薄膜，工藝參數(shù)為：本底真空3.0×10^-4Pa，襯底溫度100-120℃，射頻功率500W，Ar氣流量70sccm，濺射時(shí)間為100min。

所述銀上電極的制備方法，采用絲網(wǎng)印刷的方法制備，步驟如下：

1)將待制備樣品置于真空吸附平臺(tái)上，使待制樣品保持平整狀態(tài)，選擇相應(yīng)掩膜板懸架于待制樣品上方，調(diào)整掩膜板位置，鋪平銀漿，開始印刷。

2)印刷完成后取下掩膜板，將制備好的樣品置于固化裝置當(dāng)中，使其在相應(yīng)工藝溫度下完全固化，取出即可。

檢測(cè)結(jié)果與實(shí)施例1相同。

綜上所述，為制備高轉(zhuǎn)換效率的柔性銅鋅錫硒電池，本發(fā)明提供了一種基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底的銅鋅錫硒太陽電池器件的制備方法，將聚酰亞胺膠涂于蘇打玻璃表面，固化成聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復(fù)合襯底，并在其表面制備銅鋅錫硒太陽電池，在完整的銅鋅錫硒太陽電池制備完成后，將其與蘇打玻璃分離，形成以聚酰亞胺膜為襯底的柔性銅鋅錫硒太陽電池，實(shí)現(xiàn)以鋼性襯底制備柔性電池。該制備方法工藝條件方便易行，有利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用，尤其在太空及特殊場(chǎng)合中具有極其重要的應(yīng)用前景。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。